一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，包括预冷换热器、冷冻干燥系统、吸附干燥系统，其中冷冻干燥系统包括高温蒸发器、低温蒸发器、风冷冷凝器、制冷压缩机以及节流原件，吸附干燥系统包括第一和第二吸附罐、电加热器、回热器及控制阀门，预冷换热器的处理空气接口分别连接高温蒸发器和低温蒸发器，低温蒸发器的空气出口分别连接预冷换热器和吸附罐，风冷冷凝器的风机出口一路经风冷冷凝器、回热器、电加热器后连接吸附罐，另一路直接连接吸附罐。本发明专利技术能根据压缩空气干燥后的露点温度要求，选择进行冷冻干燥或同时进行冷冻干燥与吸附干燥，并回收冷冻干燥的冷凝热用于吸附罐内干燥剂的再生，能有效降低压缩空气干燥的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统及其工作方法
本专利技术属于螺杆空压机的压缩空气干燥处理
涉及一种喷水螺杆空压机压缩后的压缩空气的干燥，更具体涉及一种冷冻干燥和综合干燥两种工作模式相互切换的干燥系统及其工作方法。
技术介绍
压缩空气作为仅次于电力的第二大动力源，在工业生产中，压缩空气有着无法替代的地位。在制药、食品生产、电厂、洁净室等领域均可看到它的身影。如果空气中含有一定量的水蒸气，那么它会对精密仪器、阀门、仪表、管道等造成巨大损坏。目前喷水螺杆空压机因其节能，无油等特性而被广泛应用，但经其压缩后的空气含湿量大，无法直接使用，需要对压缩空气进行干燥处理。常用的压缩空气干燥方法有冷冻干燥和吸附干燥。单一的冷冻干燥所能实现的空气露点温度不得低于0℃，不能满足一些对压缩空气干燥要求高的场合。而只采用吸附干燥装置时，吸附剂加热再生能耗高、耗气量大，吸附剂吸附能力随使用时间的增加而降低。此外，由于喷水螺杆空压机的排气温度低、含湿量大，如果直接采用吸附干燥处理，吸附剂用量需求大，吸附罐体积和占地面积大，且压缩空气热量不能直接回收用于吸附剂的再生。对于一台喷水螺杆空压机，实际应用时会需要兼顾获取不同露点温度压缩空气的场合，如果按最高需求配备吸附干燥系统，当用于露点温度要求不高的场合，无疑会造成能源浪费。文献《新型余热再生吸附干燥工艺》和《空气产品吸附干燥系统余热再生流程的应用》所提出的吸附干燥工艺，都直接利用了压缩机余热对吸附剂进行再生，减少了再生能耗，但并未充分利用冷干机冷凝器的放热量，而且把高温的压缩空气直接用于吸附剂的再生，导致吸附剂再生不完全，影响吸附干燥效果。所以迫切地需要设计一种较为节能，且兼顾不同干燥要求应用场合的压缩空气干燥系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对螺杆空压机排气温度低、含湿量大，冷冻干燥装置局限性，传统吸附式干燥装置能耗高、耗气量大等问题，提出一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，且可以进行冷冻干燥和综合干燥两种工作模式切换的压缩空气干燥系统及其工作方法。为实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案是：一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，包括预冷换热器1、冷冻干燥系统和吸附干燥系统，其中所述冷冻干燥系统包括高温蒸发器2、低温蒸发器3、制冷压缩机4、风冷冷凝器5、第一节流阀6、第二节流阀7、蒸发温度调节阀8、过滤器9、变频风机10、第一气水分离器12、第二气水分离器13；所述吸附干燥系统包括第一吸附罐14、第二吸附罐15、回热器16、电加热器17。所述预冷换热器1压缩湿空气出口通过第一电磁阀22连接至高温蒸发器2入口；所述高温蒸发器2空气出口经第一气水分离器12和第一单向阀19连接至低温蒸发器3空气入口；所述低温蒸发器3压缩空气出口经第二气水分离器13和第二电磁阀24连接至第三电磁阀30和第四电磁阀31之间的管路，第三电磁阀30出口连接第一吸附罐14的底部接口，第四电磁阀31出口连接第二吸附罐15的底部接口，第一吸附罐14的顶部接口经第五电磁阀36，第二吸附罐15的顶部接口经第六电磁阀37共同接至预冷换热器1的干燥空气入口；进一步，所述制冷压缩机4出口通过管路连接至风冷冷凝器5制冷剂入口；风冷冷凝器5制冷剂出口一路经第七电磁阀25、第二节流阀7连接至高温蒸发器2制冷剂入口；一路通过第一节流阀6连接至低温蒸发器3制冷剂入口；所述高温蒸发器2制冷剂出口与制冷压缩机4入口间设有蒸发温度调节阀8，所述低温蒸发器3制冷剂出口直接接至制冷压缩机4入口；进一步，所述风冷冷凝器5的空气入口依顺经变频风机10、过滤器9与环境空气连通，所述风冷冷凝器5的空气出口依顺连接第八电磁阀27、回热器16、电加热器17和第二单向阀20后通过第九电磁阀34连接至第一吸附罐14的顶部入口，和通过第十电磁阀35连接至第二吸附罐15顶部入口；进一步，所述第一吸附罐14的底部接口和第二吸附罐15的底部接口又分别经第十一电磁阀32和第十二电磁阀33共同连接至再生空气放空阀29入口，再生空气放空阀29出口连接至回热器16的再生空气入口；进一步，所述预冷换热器1压缩空气出口通过第十三电磁阀21连接至低温蒸发器3压缩空气入口；所述第二气水分离器13出口经第十四电磁阀23连接至预冷换热器1的干燥空气入口。进一步，所述变频风机10出口还通过第十五电磁阀26连接至第十一电磁阀32和第十二电磁阀33之间的管路上，所述风冷冷凝器5空气出口还通过第十六电磁阀28连通环境空气，所述冷吹空气放空阀38连接至第九电磁阀34和第十电磁阀35之间的连通管路。进一步，所述风冷冷凝器5制冷剂出口和第一节流阀6之间的管路上设有压力控制器11，压力控制器11的控制信号连接变频风机10。进一步，所述电加热器17出口设有温度控制器18，温度控制器18的控制信号连接电加热器17。本专利技术的一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统的工作方法，包括冷冻干燥模式和综合干燥模式：一、冷冻干燥模式：打开第七电磁阀25、第十三电磁阀21、第十四电磁阀23、第十六电磁阀28，其他电磁阀关闭，开启制冷压缩机4和变频风机10，压缩机排出的压缩湿空气经过预冷换热器1冷却降温，温度降低后通过第十三电磁阀21进入低温蒸发器3中进行冷冻干燥，然后经过第二气水分离器13分离出液滴，之后通过第十四电磁阀23进入预冷换热器1预冷压缩湿空气，换热完成后通过管道输送至后端设备。二、综合干燥模式：循环一：第一吸附罐14再生，第二吸附罐15吸附干燥，具体为，打开第一电磁阀22、第二电磁阀24、第四电磁阀31、第六电磁阀37、第七电磁阀25、第八电磁阀27、第九电磁阀34、第十一电磁阀32、再生空气放空阀29，其他电磁阀关闭，压缩湿空气经过预冷换热器1冷却降温，温度降低后通过第一电磁阀22进入高温蒸发器2进行冷却除湿，然后通过第一气水分离器12分离出凝结水，之后通过第一单向阀19进入低温蒸发器3中进行冷冻干燥，然后通过第二气水分离器13分离出液凝结水，之后通过第二电磁阀24和第四电磁阀31进入第二吸附罐15进行吸附干燥，干燥后的压缩空气通过第六电磁阀37进入预冷换热器1进行换热，换热完成后通过管道输送至后端设备；气态制冷剂经过制冷压缩机4压缩后通过管路进入风冷冷凝器5放热冷凝，冷凝后的液态制冷剂一路经第一节流阀6进入低温蒸发器3吸热蒸发，另一路经第七电磁阀25和第二节流阀7进入高温蒸发器2吸热蒸发后经蒸发温度调节阀8与低温蒸发器出来的制冷剂气体共同进入制冷压缩机4中被压缩和进行下一循环；环境空气通过过滤器9滤除杂质后通过变频风机10进入风冷冷凝器5与制冷剂换热后温度升高，升温后的空气通过第八电磁阀27进入回热器16再次进行吸热升温，升温后空气进入电加热器17进一步提升，并由温度控制器18使再生空气加热到设定温度，然后通过第二单向阀20和第九电磁阀34进入第一吸附罐14放热对第一吸附罐14内的吸附剂进行再生，温度降低后依次通过第十一电磁阀32和再生空气放空阀29进入回热器16放热冷却后排至环境空气。循环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，其特征在于，包括预冷换热器(1)、冷冻干燥系统和吸附干燥系统，其中所述冷冻干燥系统包括高温蒸发器(2)、低温蒸发器(3)、制冷压缩机(4)、风冷冷凝器(5)、第一节流阀(6)、第二节流阀(7)、蒸发温度调节阀(8)、过滤器(9)、变频风机(10)、第一气水分离器(12)、第二气水分离器(13)；所述吸附干燥系统包括第一吸附罐(14)、第二吸附罐(15)、回热器(16)、电加热器(17)；/n所述预冷换热器(1)压缩湿空气出口通过第一电磁阀(22)连接至高温蒸发器(2)入口；所述高温蒸发器(2)空气出口经第一气水分离器(12)和第一单向阀(19)连接至低温蒸发器(3)空气入口；所述低温蒸发器(3)压缩空气出口经第二气水分离器(13)和第二电磁阀(24)连接至第三电磁阀(30)和第四电磁阀(31)之间的管路，第三电磁阀(30)出口连接第一吸附罐(14)的底部接口，第四电磁阀(31)出口连接第二吸附罐(15)的底部接口，第一吸附罐(14)的顶部接口经第五电磁阀(36)，第二吸附罐(15)的顶部接口经第六电磁阀(37)共同接至预冷换热器(1)的干燥空气入口；/n所述制冷压缩机(4)出口通过管路连接至风冷冷凝器(5)制冷剂入口；风冷冷凝器(5)制冷剂出口一路经第七电磁阀(25)、第二节流阀(7)连接至高温蒸发器(2)制冷剂入口；一路通过第一节流阀(6)连接至低温蒸发器(3)制冷剂入口；所述高温蒸发器(2)制冷剂出口与制冷压缩机(4)入口间设有蒸发温度调节阀(8)，所述低温蒸发器(3)制冷剂出口直接接至制冷压缩机(4)入口；/n所述风冷冷凝器(5)的空气入口依顺经变频风机(10)、过滤器(9)与环境空气连通，所述风冷冷凝器(5)的空气出口依顺连接第八电磁阀(27)、回热器(16)、电加热器(17)和第二单向阀(20)后通过第九电磁阀(34)连接至第一吸附罐(14)的顶部入口，和通过第十电磁阀(35)连接至第二吸附罐(15)顶部入口；/n所述第一吸附罐(14)的底部接口和第二吸附罐(15)的底部接口又分别经第十一电磁阀(32)和第十二电磁阀(33)共同连接至再生空气放空阀(29)入口，再生空气放空阀(29)出口连接至回热器(16)的再生空气入口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，其特征在于，包括预冷换热器(1)、冷冻干燥系统和吸附干燥系统，其中所述冷冻干燥系统包括高温蒸发器(2)、低温蒸发器(3)、制冷压缩机(4)、风冷冷凝器(5)、第一节流阀(6)、第二节流阀(7)、蒸发温度调节阀(8)、过滤器(9)、变频风机(10)、第一气水分离器(12)、第二气水分离器(13)；所述吸附干燥系统包括第一吸附罐(14)、第二吸附罐(15)、回热器(16)、电加热器(17)；
所述预冷换热器(1)压缩湿空气出口通过第一电磁阀(22)连接至高温蒸发器(2)入口；所述高温蒸发器(2)空气出口经第一气水分离器(12)和第一单向阀(19)连接至低温蒸发器(3)空气入口；所述低温蒸发器(3)压缩空气出口经第二气水分离器(13)和第二电磁阀(24)连接至第三电磁阀(30)和第四电磁阀(31)之间的管路，第三电磁阀(30)出口连接第一吸附罐(14)的底部接口，第四电磁阀(31)出口连接第二吸附罐(15)的底部接口，第一吸附罐(14)的顶部接口经第五电磁阀(36)，第二吸附罐(15)的顶部接口经第六电磁阀(37)共同接至预冷换热器(1)的干燥空气入口；
所述制冷压缩机(4)出口通过管路连接至风冷冷凝器(5)制冷剂入口；风冷冷凝器(5)制冷剂出口一路经第七电磁阀(25)、第二节流阀(7)连接至高温蒸发器(2)制冷剂入口；一路通过第一节流阀(6)连接至低温蒸发器(3)制冷剂入口；所述高温蒸发器(2)制冷剂出口与制冷压缩机(4)入口间设有蒸发温度调节阀(8)，所述低温蒸发器(3)制冷剂出口直接接至制冷压缩机(4)入口；
所述风冷冷凝器(5)的空气入口依顺经变频风机(10)、过滤器(9)与环境空气连通，所述风冷冷凝器(5)的空气出口依顺连接第八电磁阀(27)、回热器(16)、电加热器(17)和第二单向阀(20)后通过第九电磁阀(34)连接至第一吸附罐(14)的顶部入口，和通过第十电磁阀(35)连接至第二吸附罐(15)顶部入口；
所述第一吸附罐(14)的底部接口和第二吸附罐(15)的底部接口又分别经第十一电磁阀(32)和第十二电磁阀(33)共同连接至再生空气放空阀(29)入口，再生空气放空阀(29)出口连接至回热器(16)的再生空气入口。


2.根据权利要求1所述的一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，其特征在于，所述预冷换热器(1)压缩空气出口通过第十三电磁阀(21)连接至低温蒸发器(3)压缩空气入口；所述第二气水分离器(13)出口经第十四电磁阀(23)连接至预冷换热器(1)的干燥空气入口。


3.根据权利要求1所述的一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，其特征在于，所述变频风机(10)出口还通过第十五电磁阀(26)连接至第十一电磁阀(32)和第十二电磁阀(33)之间的管路上，所述风冷冷凝器(5)空气出口还通过第十六电磁阀(28)连通环境空气，所述冷吹空气放空阀(38)连接至第九电磁阀(34)和第十电磁阀(35)之间的连通管路。


4.根据权利要求1所述的一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，其特征在于，所述风冷冷凝器(5)制冷剂出口和第一节流阀(6)之间的管路上设有压力控制器(11)，压力控制器(11)的控制信号连接变频风机(10)。


5.根据权利要求1所述的一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统，其特征在于，所述电加热器(17)出口设有温度控制器(18)，温度控制器(18)的控制信号连接电加热器(17)。


6.一种喷水螺杆空压机的压缩空气干燥系统的工作方法，其特征在于，实现冷冻干燥模式和综合干燥模式两种工作模式：
一、冷冻干燥模式：打开第七电磁阀(25)、第十三电磁阀(21)、第十四电磁阀(23)、第十六电磁阀(28)，其他电磁阀关闭，开启制冷压缩机(4)和变频风机(10)，压缩机排出的压缩湿空气经过预冷换热器(1)冷却降温，温度降低后通过第十三电磁阀(21)进入低温蒸发器(3)中进行冷冻干燥，然后经过第二气水分离器(13)分离出液滴，之后通过第十四电磁阀(23)进入预冷换热器(1)预冷压缩湿空气，换热完成后通过管道输送至后端设备；
二、综合干燥模式：
循环一：第一吸附罐(14)再生，第二吸附罐(15)吸附干燥，具体为，打开第一电磁阀(22)、第二电磁阀(24)、第四电磁阀(31)、第六电磁阀(37)、第七电磁阀(25)、第八电磁阀(27)、第九电磁阀(34)、第十一电磁阀(32)、再生空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈九兵，李志超，严思远，陈育平，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32